Aminoácidos, nutrientes fundamentales para un correcto desarrollo del organismo
Las proteínas son compuestos orgánicos o nutrientes imprescindibles para el desarrollo humano. Se calcula que en el organismo de una persona adulta, del 18 al 20% de su peso está formado por proteínas.
En las células, las proteínas constituyen casi la mitad de su peso en seco. Estas grandes moléculas, macromoléculas, están conformadas por pequeños monómeros denominados aminoácidos, compuestos vitales para el ser humano.
A continuación os comentamos más a fondo qué son los aminoácidos, qué tipos hay y cuáles son sus funciones.
¿Qué son los aminoácidos?
Como decimos, los aminoácidos son las estructuras básicas de las proteínas. Son una serie de compuestos orgánicos que se combinan entre sí para formar proteínas. Cuando las proteínas se digieren o se descomponen, los aminoácidos se acaban.
El organismo utiliza los aminoácidos para producir proteínas y estas macromoléculas son las encargadas de funciones tan diversas como: descomponer alimentos, potenciar el crecimiento del cuerpo, reparar tejidos corporales y otras muchas acciones.
Aunque no es una función principal, los aminoácidos son utilizados en ocasiones como fuente de energía, si bien esto ocurre cuando el organismo no puede echar mano de otros nutrientes, como hidratos de carbono o grasas.
Definición de aminoácido
Los aminoácidos son compuestos orgánicos cuyas moléculas están formadas por un grupo carboxilo y un grupo amino. En la naturaleza existen decenas de aminoácidos, pero solo 20 de ellos son compuestos básicos de proteínas.
Estos compuestos son monómeros, es decir, moléculas simples de bajo peso molecular que se unen a otras moléculas pequeñas, iguales o diferentes, para formar polímeros. Los aminoácidos son monómeros y las proteínas son polímeros.
Así, tenemos que las proteínas son polímeros formados por la unión, mediante enlaces peptídicos, de unidades de menor masa molecular, los aminoácidos.
Nomenclatura
Estos monómeros reciben el nombre de aminoácidos porque están formados por un grupo carboxilo y un grupo amino en su estructura. El grupo amino es -NH2 mientras que el grupo carboxilo es -COOH.
Ambos grupos se encuentran unidos al mismo átomo de carbono, que se conoce como carbono alfa. A estos dos grupos se les suma un radical de cadena lateral. Como un átomo de carbono ha de tener cuatro enlaces. Al grupo amino, el ácido y la cadena lateral se le une un átomo de hidrógeno.
Estructura
La estructura de los aminoácidos es siempre similar a la que aparece en la siguiente imagen y que hemos descrito previamente. Lo que diferencia a unos aminoácidos de otros es su cadena lateral. El radical va a determinar qué aminoácido es cada uno.
¿Para qué sirven?
Estas moléculas orgánicas participan en muchas funciones vitales y su función en el organismo es vital, pues actúan como precursores de enzimas y neurotransmisores, regulan muchos procesos metabólicos y son responsables de la fuerza, la reparación y la reconstrucción en el interior del cuerpo.
Beneficios y propiedades
Aunque cualquier dieta completa y equilibrada es suficiente para asegurar la ingesta necesaria de aminoácidos, especialmente los aminoácidos esenciales, son muchas las personas que acuden a suplementos a base de estos compuestos para obtener mejoras en su salud, su aspecto físico o el rendimiento deportivo.Los aminoácidos esenciales son aquellos que hay que incorporar al organismo a través de la dieta, pues el cuerpo humano no es capaz de sintetizarlos por sí mismo
Algunos de sus beneficios más conocidos son los siguientes: ayudan a la recuperación muscular y previenen la fatiga; participan en el proceso de pérdida de peso, aunque acompañados de una dieta indicada para ello; ayudan a controlar los niveles de azúcar en personas que sufren diabetes; reduce los efectos inflamatorios en el cuerpo; refuerzan el sistema inmunológico; y aumentan los niveles de fertilidad en hombres.
Principales usos
La lista de usos de los suplementos a partir de aminoácidos es casi interminable. La industria médica y química obtiene aminoácidos de manera sintética o natural a partir de microorganismos y otras fuentes.
Aunque una dieta completa y equilibrada garantiza la ingesta suficiente de aminoácidos, en algunas ocasiones esto no ocurre así, especialmente en personas que siguen dietas veganas o vegetarianas y no tienen acceso a alimentos ricos en proteínas o aquellas personas que quieren mejorar su rendimiento físico y para ello acuden a ayuda ergogénica en forma de aminoácidos o proteínas.
Tanto en la industria cosmética, como en la de los suplementos deportivos como en la salud en general, los aminoácidos son compuestos muy necesarios, pues estas moléculas se muestran eficaces en tratamientos anti-envejecimiento, dolencias óseas como la artrosis y la osteoporosis, problemas de salud capilar, periodos vitales como la menopausia y el climaterio, enfermedades como la diabetes, para mejorar la potencia sexual y la libido, como agentes quemagrasas o bien como compuestos adecuados para alcanzar un descanso más confortable y con ello un mejor estado de ánimo y mayor rendimiento.
¿Por qué son importantes en el mundo de la musculación?
En el mundo de la musculación: fitness, crossfit y otras disciplinas, estos compuestos se muestran como altamente eficaces pues estimulan la síntesis de proteína muscular, disminuyen la fatiga durante largos periodos de entrenamiento y potencian la salud del sistema inmunológico.
Son especialmente las disciplinas de carácter aeróbico de larga duración (ciclismo, maratón, triatlón…) o aquellas de alta intensidad (ejercicios HIIT), las que más precisan el uso de aminoácidos, pues durante estas situaciones, el organismo comienza a usar sus propias proteínas musculares como fuente de energía, tras haber echado ya mano de hidratos de carbono y grasas.
Esto tiene como consecuencia una bajada importante de los aminoácidos musculares que se traduce en un aumento en el tiempo de recuperación muscular y un descenso en el rendimiento físico.
Mediante la suplementación a base de aminoácidos o proteínas, la síntesis proteica aumenta y se reduce la degradación durante el ejercicio. Además de esto, los aminoácidos estimulan la producción de insulina, lo que ayuda a transportar glucosa al interior de las células para mantenerlas nutridas.
Durante la ejercicio, la demanda del cuerpo de aminoácidos se incrementa en gran medida, de modo que si el nivel de entrenamiento es alto y existe deseo de ganar masa muscular, perder peso o acelerar el proceso de recuperación muscular, es interesante acudir a suplementos a base de aminoácidos
En musculación, existe un grupo de aminoácidos, los denominados ramificados, que son más conocidos como BCAAs y su principal función es la formación y reparación del tejido muscular. Este grupo incluye a valina, leucina e isoleucina.
La combinación de estos compuestos compone prácticamente una tercera parte de los músculos esqueléticos del organismo, jugando un papel clave en la síntesis de proteínas.
Tabla de aminoácidos: Lista completa y clasificación
En la naturaleza existen decenas de aminoácidos, sin embargo son solo 20 los que forman parte de las proteínas, los llamados aminoácidos proteinogénicos. A su vez, en esta lista diferenciamos también entre aminoácidos esenciales y no esenciales, que son los que hay que ingerir de manera externa y los que se sintetizan en el interior del organismo.
Comentamos con mayor profundidad cuántos aminoácidos existen
¿Cuántos existen? Tabla
Atendiendo a los aminoácidos que forman parte de las proteínas, la forma más cómoda de clasificarlos es hablar de aminoácidos esenciales y no esenciales. Estos son los aminoácidos proteicos, también denominados canónicos, si bien existen otros muchos que no son de este tipo y que son muy necesarios para el ser humano.
| Aminoácidos proteicos | |
| Aminoácidos esenciales | Aminoácidos que pueden ser sintetizados por el ser humano |
| Fenilalanina (Phe) | Ácido aspártico (Asp) |
| Isolucina (Ile) | Ácido glutámico (Glu) |
| Leucina (Leu) | Alanina (Ala) |
| Lisina (Lys) | Asparagina (Asn) |
| Metionina (Met) | Cisteina (Cys) |
| Treonina (Thr) | Glicina (Gly) |
| Triptófano (Trp) | Glutamina (Gln) |
| Valina (Val) | Prolina (Pro) |
| Arginina (Arg) | Serina (Ser) |
| Histidina (His) | Tirosina (Tyr) |
En esta tabla, se clasifica a la arginina como aminoácido esencial. La realidad es que la arginina es un aminoácido semiesencial o condicionalmente esencial, pues durante la etapa infantil, el organismo no es capaz de sintetizarlo, y en la etapa adulta muchas personas son incapaces de ello.
¿Cómo se clasifican los aminoácidos?
Ya conocemos dos formas de clasificar los aminoácidos, que es según su función en el organismo y según su obtención. No obstante, el modo más habitual de diferenciar entre estos compuestos orgánicos es siguiente tres criterios: sus propiedades en cadena, su obtención y su ubicación en el grupo amino.
Según sus propiedades en cadena podemos distinguir entre aminoácidos neutros, básicos y ácidos. Los neutros son aquellos cuya cadena lateral, el grupo radical, no contiene grupos carboxilo ni amino. Esto significa que a pH neutro su carga eléctrica neta es cero.
A su vez, estos aminoácidos se clasifican en polares y apolares.
- Los polares son los que su cadena trófica les permite formar puentes de hidrógeno con moléculas polares, debido a lo cual, son muy solubles en agua.
- Los aminoácidos apolares son de carácter neutro pero poseen una cadena lateral hidrófoba, por lo que su solubilidad es menor. Los aminoácidos polares y apolares también se denominan hidrófilos e hidrofóbicos.
Por otra parte, para diferenciar entre aminoácidos básicos y ácidos debemos hacer referencia al grupo lateral. Si el aminoácido contiene algún grupo amino se le considera básico, esto hace que este compuesto tenga carga positiva. Si el radical presenta un grupo carboxilo, la carga eléctrica es negativa y el aminoácido se considera ácido.
Otra vía para clasificar los aminoácidos es atender a la ubicación del grupo amino en el aminoácido. Así, tenemos los alfa aminoácidos, los beta aminoácidos y los gamma aminoácidos.
En los alfa aminoácidos, el grupo amino está ubicado en el carbono número 2 de la cadena, esto es, junto al primer carbono a continuación del grupo carboxilo.
Todos los aminoácidos, a excepción de la glicina, tienen un carbono alfa asimétrico. Esto significa que pueden existir dos formas estructurales, levógira y dextrógira. Todos los aminoácidos proteicos pertenecen a la serie L (levógiros)
Los beta aminoácidos son los que tienen el grupo amino en el carbono número 3 de la cadena y los gamma aminoácidos son aquellos en los que el carbono 4 está situado en el tercer carbono a continuación del grupo carboxilo.
Estas son las formas más comunes de clasificar los aminoácidos, pero existen otras formas de nombrarlos. Podemos encontrarnos con aminoácidos alifáticos, aromáticos, azufrados, hidroxilados, etc.
Todas estas formas de clasificación están referidas nuevamente a las características del grupo lateral. Los aminoácidos alifáticos son aquellos cuya cadena lateral es alifática, es decir, una cadena hidrocarbonada.
¿Cuáles son los básicos?
Los aminoácidos básicos son la lisina, la arginina y la histidina. De estos, la lisina es esencial, y es muy relevante, pues buena parte de la población mundial basa su dieta en la ingesta de cereales, alimentos no muy ricos en este aminoácido.
La arginina y, en menor medida la histidina, son esenciales para los niños. Estos aminoácidos son hidrofílicos.
¿Dónde encontramos los aminoácidos?
El mejor modo de acceder a los aminoácidos, especialmente los esenciales, es a través de los alimentos. Consumidos en forma de suplementos no debe existir ningún problema asociado o algún efecto secundario, siempre que se haga con responsabilidad y atendiendo las indicaciones de un especialista médico, en caso de que exista algún problema de salud.
Alimentos ricos de aminoácidos
Cualquier alimento con un alto contenido en proteínas tiene un alto valor de aminoácidos. Así, alimentos como la leche, la carne o el pescado son vitales para mantener una dieta completa y equilibrada y para asegurar la ingesta de estos aminoácidos esenciales.
El aporte diario de aminoácidos se puede obtener con un vaso de leche al día, dos yogures, un trozo grande de queso, entre 60 y 100 gramos de carne o pescado o dos huevos. Así mismo, las legumbres son también una fuente importante de aminoácidos, así como los frutos secos.Las personas vegetarianas o veganas, para no sufrir deficiencia de aminoácidos, pueden acudir a productos como legumbres y frutos secos para garantizar una ingesta adecuada de estos nutrientes
Por otra parte, existen algunos alimentos que son ricos en algunos aminoácidos. Aunque los cereales no son los alimentos con mayor cantidad de aminoácidos, el arroz y el trigo son buenas fuentes de histidina y treonina. Al maíz le ocurre algo similar con la leucina, mientras que las patatas son opción interesante para incorporar lisina al organismo o las semillas con el triptófano.
Consejos básicos: Cómo y cuándo tomar
Si la ingesta de aminoácidos a través de la dieta no es suficiente, la opción de acudir a suplementos alimenticios es interesante siempre y cuando haga de esta ingesta una práctica moderada.
Los suplementos de aminoácidos están ideados principalmente para deportistas y atletas que sufren un alto desgaste debido a los entrenamientos y competiciones.Cualquier persona con una alta carga de entrenamientos que desee incrementar su rendimiento físico, ganar masa muscular o acelerar la recuperación puede tomar suplementos a base de aminoácidos y proteínas
La cantidad de aminoácidos a tomar va a depender del objetivo que se persiga: quemar grasa y adelgazar, ganar músculo, atacar la sensación de hambre o incluso durante la práctica deportiva.
Estos suplementos se pueden tomar en polvo o mediante cápsulas antes del entrenamiento, durante la práctica deportiva o después de la misma y en tomas de entre 5 y 8 gramos disueltas en agua.Para aquellas personas que siguen una dieta baja en calorías y sienten apetito entre horas, una solución para combatir estos ataques de hambre es tomar una cápsula de aminoácidos cada tres o cuatro horas.
Catabolismo y degradación de aminoácidos
El catabolismo es un proceso metabólico que consisten en degradar nutrientes orgánicos para transformarlos en productos finales simples y conseguir a través de él energía química que sea útil para las células.
Esta energía liberada por las reacciones catabólicas se usa para sintetizar ATP, que es la principal fuente de energía para la mayoría de funciones celulares.
En el organismo, antes del catabolismo de aminoácidos se produce el catabolismo de las proteínas, que da lugar a estos aminoácidos que posteriormente participan en funciones vitales como la polimerización para formar nuevas proteínas. El catabolismo es principalmente un proceso digestivo que ocurre en el hígado.
¿Qué es y por qué se produce?
Tenemos entonces que el catabolismo de aminoácidos es la degradación de estos monómeros en compuestos más simples y cuyo objetivo es la obtención de energía por parte del organismo. Cuando los aminoácidos se degradan forman cetoácidos, con funciones varias, pero también un producto de desecho, el amonio, un ión reactivo del amoniaco que se excreta en la orina.
El exceso de alimentos ricos en proteínas da lugar a la excreción de una orina con más cantidad de amonio, y peor olor. Un exceso en la ingesta de proteínas y por tanto de aminoácidos tiene como resultado una acidificación de la sangre. Las dietas ricas en proteínas y bajas en hidratos de carbono, que tienen por objetivo alcanzar el estado de cetosis, presentan como efecto secundario una orina con olor muy fuerte y desagradable.La cetosis es el proceso por el cual el cuerpo transforma las grasas acumuladas en cuerpos cetogénicos, para ser usado como combustible por el organismo
Los cetoácidos se pueden acabar de quemar y conseguir energía a partir de ellos si pasan al ciclo de Krebs o bien ser utilizados para obtener nuevos monómeros como ácidos grasos, ácidos nucléicos u otros aminoácidos.
En el catabolismo de aminoácidos se producen varias fases. La primera de ellas es la transaminación y desaminación, en la que aparecen como resultado un aminoácido y un oxoácido por la pérdida del grupo amino en forma de ión amonio.
En este paso, el amonio pasa al ciclo de la urea, donde se transforma en amoniaco y se excreta mediante la orina. El esqueleto carbonado del aminoácido puede entrar en ciclo de Krebs y continuar con el proceso catabólico, dando lugar a ganancia de energía, o bien, participar en un proceso anabólico y de síntesis de nuevas moléculas orgánicas.
El proceso de biosíntesis es una vía alternativa a la glucólisis en la que se obtienen compuestos de cinco átomos de carbono que van a ser precursores de ácidos grasos, ácidos nucleicos o enzimas mediante el ciclo de las pentosas, que son estas moléculas con cinco átomos de carbono.
Dependiendo de cada aminoácido, más bien del compuesto que generan en el proceso de transaminación y desaminación, hablamos de aminoácidos cetogénicos o glucogénicos. Los aminoácidos cetogénicos son lisina, leucina, isoleucina, treonina, fenilalanina, triptfano y tirosina. Se denominan así porque generan únicamente dos compuestos: acetil-CoA o acetoacetil-CoA y pueden convertirse en ácidos grasos o cuerpos cetónicos.
Los aminoácidos glucogénicos, el resto, generan piruvato o intermediarios del ciclo de Krebs, como alfa cetoglutarato u oxoalocetato, y pueden acabar en glucosa.